3.6.4.1. Осадочная хроматография

Осадочная хроматография основана на различной растворимости осадков, образующихся при взаимодействии веществ анализируемой смеси с реагентом-осадителем, который предварительно вводят в состав бумаги пропиткой в его растворе. (В принципе в качестве носителя можно использовать не только бумагу, но и другие высокодисперсные сорбенты). Хроматограммы образуются в результате многократного образования и растворения осадков: менее растворимые соединения закрепляются в начале слоя сорбента, более растворимые - в конце. Таким образом, скорость движения пятна осадка по хроматограмме зависит от его произведения растворимости. Одним из преимуществ осадочной хроматографии является то, что плотность осадка, образуемого каждым данным компонентом, равномерна по высоте зоны, имеющей четкую нижнюю границу.

Однако осадочная хроматография имеет ограничения, так как может быть использована для анализа преимущественно неорганических соединений, главным образом для анализа анионов.

II. Д И С П Е Р С Н Ы Е С И С Т Е М Ы

Глава 4 получение и очистка дисперсных систем

Дисперсные системы  это гетерогенные системы, состоящие из двух или более фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними. Одна из фаз образует непрерывную дисперсионную среду (ДС), по объёму которой распределена дисперсная фаза (ДФ), состоящая, как правило, из множества мелких твёрдых частиц, жидких капелек или пузырьков газа.

В некоторых дисперсных системах с большой объёмной концентрацией дисперсной фазы, как, например, в пастах, пенах или желатинированных эмульсиях, дисперсионная среда существует в виде тонких плёнок или прослоек между частицами дисперсной фазы, но, тем не менее, она остаётся непрерывной. Существуют и системы с взаимопроникающими дисперсной фазой и дисперсионной средой, - гели, структурированные жидкости и т. п. Часто бывает трудно чётко определить, что именно является в них дисперсной фазой, а что - дисперсионной средой, в особенности при примерно одинаковых объёмных концентрациях обеих. В таких случаях следует применять «генетический» подход и считать дисперсной фазой твёрдый каркас, образовавшийся из первоначально свободных частиц суспензии, пасты или коллоидного раствора.

4.1. Классификация

 По размерам частиц дисперсной фазы и по степени дисперсности.

Системы, частицы ДФ в которых имеют размеры меньше 10^9 м, являются молекулярно-дисперсными или истинными растворами и в коллоидной химии не рассматриваются. Не изучаются в ней также и гетерогенные системы с крупными частицами, поперечник которых составляет более 10^4 м. Как было сказано в главе 1, к объектам коллоидной химии относятся 2 класса дисперсных систем:

Размеры частиц ДФ, м	Степень дисперсности, м1	Название систем
109  107	109  107	Ультрамикрогетерогенные (собственно коллоидные)
107  104	107  104	Микрогетерогенные (грубодисперсные)

Системы с частицами приблизительно одинаковых размеров называются монодисперсными; с частицами различных размеров  полидисперсными.

 По агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды все дисперсные системы можно разделить на 8 типов (газы обычно хорошо смешиваются друг с другом и поэтому дисперсные системы, состоящие из газовых частиц в газовой же среде, не существуют). Сокращённо обозначение типа записывают в виде дроби, причём в числителе пишется индекс дисперсной фазы, а в знаменателе  дисперсионной среды, например, Т/Ж (твёрдые частицы в жидкой среде) или Ж/Г (жидкие частицы в газовой среде). Ультрамикрогетерогенные системы с жидкой средой первоначально были названы золями (от solution – раствор). Затем это название было распространено и на системы с другими средами, с соответствующими определениями: солидозоли (золи с твёрдой средой), аэрозоли (золи с воздушной или любой газовой средой). Золи с жидкой дисперсионной средой при этом называют лиозолями. Если же требуется уточнение природы среды, применяются такие термины, как гидрозоли (среда водная) и органозоли (среда – органическая жидкость), а также и более детализированные – этерозоли (эфирная среда), алкозоли (спиртовая среда), бензозоли (бензольная или бензиновая среда) и т. д. Аналогичные обозначения приняты и для суспензий (гидросуспензии, органосуспензии и т. д.).

Агрегатное состояние		Обозначение	Классы	Примеры
ДФ	ДС
Т	Т	Т/Т	1. Твёрдые золи (солидозоли)	Некоторые минералы, цветные стёкла и пластмассы, сплавы
Ж	Т	Ж/Т	Твёрдые эмульсии*	Сливочное масло, маргарин, консистентные смазки
Г	Т	Г/Т	1. Твёрдые пены*	Пенопласты, поролон, пенорезина, хлеб, пористый шоколад
			2. Аэрогели (ксерогели)*	Силикагель, активированный уголь, строительные материалы (кирпич, черепица), керамика, фарфор, фаянс
Т	Ж	Т/Ж	1. Коллоидные растворы (лиозоли)	Некоторые минеральные воды, содержащие сероводород; лекарственные золи (напр., «Протаргол») и др.
			2. Суспензии (взвеси)*	Взвесь глины в воде, некоторые жид­кие лекарственные формы, суспензия BaSO4 для рентгено­ско­пии, жидкие краски, тушь
			3. Пасты*	Глинистый раствор, глиняное и фарфоровое «тесто», мучное тесто
			4. Лиогели*	Почвы; лекарственные гели (напр., “Альмагель”)
Ж	Ж	Ж/Ж	Эмульсии*	Молоко, сливки, сметана, растительные масла, сырая нефть, лекарственные эмульсии
Г	Ж	Г/Ж	1. Газовые эмульсии*	Минеральные воды, газированные напитки
			2. Пены*	Мыльная и пожаротушащая пены, пенные ранозаживляющие лекарства (напр., «Пантенол»), «кислородный коктейль», кондитерские кремы
Т	Г	Т/Г	1) Аэрозоли с твёрдыми частицами (дымы и пыли)	Дым, дымовые завесы, окуривающие составы, пыль, аэрозольные лекарственные и парфюмерные средства, дезодоранты, ядохимикаты, инсектициды и др.
			2) Порошки*	Удобрения, сухие пигменты для изготовления красок, строительные материалы (цемент, гипс), сажа, пищевые продукты (мука, молотый и растворимый кофе, какао, крахмал, сахарная пудра и др.), косметическая пудра, лекарственные порошки и др.
Ж	Г	Ж/Г	Аэрозоли с жидкими частицами (туманы)	Облака, туман, ингаляционные смеси, аэрозольные краски, косметические и парфюмерные средства (напр., лаки для волос) и др.

* грубодисперсные системы

 По подвижности частиц дисперсной фазы (по структуре) дисперсные системы делят на две группы: свободнодисперсные, частицы которых могут перемещаться в среде независимо друг от друга (золи, суспензии, эмульсии, мицеллярные растворы ПАВ, аэрозоли) и связнодисперсные, подвижность частиц в которых сильно затруднена или вообще невозможна. Связнодисперсные системы, в свою очередь, подразделяются на системы с твёрдой дисперсионной средой (твёрдые золи, твёрдые эмульсии) и системы с гелеобразной структурой  гели, а также студни.

Если частицы дисперсной фазы в свободнодисперсных системах достаточно малы, они могут участвовать в броуновском движении.

 По межфазному взаимодействию дисперсные системы с жидкой средой делят на лиофильные и лиофобные. Для лиофильных характерно сильное межфазное взаимодействие вещества дисперсной фазы со средой. Они термодинамически устойчивы и могут образоваться самопроизвольным диспергированием (например, мицеллярные растворы ПАВ, глинистые взвеси, микроэмульсии). Ранее к ним относили и растворы высокомолекулярных веществ, но в настоящее время считается, что они, будучи истинными растворами, не являются дисперсными системами.

Лиофобные системы характеризуются низкой смачиваемостью вещества частиц дисперсной средой, слабым взаимодействием их друг с другом и невозможностью самопроизвольного диспергирования. К этой группе относится подавляющее большинство дисперсных и коллоидных систем.